陳永琴崔傳貞李團(tuán)結(jié)段清娟張國淵

淺論OBE 導(dǎo)向下的《機(jī)械設(shè)計(jì)》教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的更新與改進(jìn)

陳永琴崔傳貞李團(tuán)結(jié)段清娟張國淵

產(chǎn)出導(dǎo)向（OBE)教學(xué)模式要求以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，本文以學(xué)生達(dá)到出口要求為教學(xué)最終目標(biāo)，分別從教學(xué)內(nèi)容完善、教學(xué)過程的重視、學(xué)生成績評(píng)價(jià)方式的改革等方面著手，努力把學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用結(jié)合起來，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，把傳授知識(shí)與培養(yǎng)能力融為一體。

OBE 教學(xué)內(nèi)容 創(chuàng)設(shè)情境 成績評(píng)價(jià)

項(xiàng)目支持：西安電子科技大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目。

引言

《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是大學(xué)生從基礎(chǔ)理論課程學(xué)習(xí)過渡到研究具體復(fù)雜工程問題的紐帶，通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握通用零部件的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，并具有設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡單機(jī)械的能力，因此，在機(jī)械類系列課程大綱中占有非常重要的位置[1][2]。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的推廣和普及，機(jī)械設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法表現(xiàn)出明顯不足，常規(guī)的教學(xué)手段受到了很大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的黑板加 PPT 教案是以教師為中心，教師的關(guān)注點(diǎn)是要教給學(xué)生哪些內(nèi)容，但 OBE 教學(xué)模式（產(chǎn)出導(dǎo)向或成果導(dǎo)向）強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，作為主講老師應(yīng)該了解通過相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)，學(xué)生取得的預(yù)期學(xué)習(xí)成果是什么，教師通過什么樣的教學(xué)手段有效地幫助學(xué)生達(dá)到預(yù)期效果。

為了跟緊工程認(rèn)證的成果，導(dǎo)向教學(xué)模式與當(dāng)前中國機(jī)械制造業(yè)由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變過程中對(duì)人才類型與能力需求相適應(yīng)，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方式急需更新與改進(jìn)[3]。

教學(xué)內(nèi)容的完善

理論教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)一步調(diào)整與優(yōu)化。在機(jī)械設(shè)計(jì)原有傳統(tǒng)知識(shí)內(nèi)容上加以調(diào)整，增加機(jī)器整體結(jié)構(gòu)方案規(guī)劃設(shè)計(jì)、部件與組件的結(jié)構(gòu)規(guī)劃以及機(jī)器技術(shù)性能規(guī)劃設(shè)計(jì)。具體講課時(shí)以一個(gè)具體機(jī)械系統(tǒng)為例說明整機(jī)、子系統(tǒng)、部件與零件的結(jié)構(gòu)與技術(shù)性能的規(guī)劃設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)布置、部件和主要零件及其連接方式的討論等。比如牛頭刨床是一種靠刀具的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)及工作臺(tái)的間歇運(yùn)動(dòng)來完成工件平面切削加工的機(jī)床，工作時(shí)電機(jī)經(jīng)過減速傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和工作臺(tái)的間歇移動(dòng)。要設(shè)計(jì)這樣一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)，首先要規(guī)劃整機(jī)的結(jié)構(gòu)方案，要實(shí)現(xiàn)刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與工作臺(tái)的間歇運(yùn)動(dòng)功能，要保證刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與工作臺(tái)的間歇運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性，各零部件之間的連接方式要符合整機(jī)結(jié)構(gòu)方案規(guī)劃，即任何零部件的規(guī)劃設(shè)計(jì)都服務(wù)于整機(jī)結(jié)構(gòu)、技術(shù)性能規(guī)劃的全局。

積極推進(jìn)教學(xué)信息化，加快網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)。課程組在學(xué)校課程中心平臺(tái)上建立課程教學(xué)網(wǎng)站，課程組團(tuán)隊(duì)經(jīng)過認(rèn)真反復(fù)研討，更新教學(xué)內(nèi)容，精心開展課程設(shè)計(jì)，制作課程視頻和資料，構(gòu)建“西電學(xué)堂”的課程資源，利用網(wǎng)絡(luò)為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、答疑、問題討論等支持，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)“以教為主”向“以學(xué)為主、教學(xué)相長”的轉(zhuǎn)變。

重視教學(xué)過程

《機(jī)械設(shè)計(jì)》理論教學(xué)中，我們以板書加 PPT 教學(xué)為主，積極探索建立以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式。在課堂教學(xué)中，注重情境創(chuàng)設(shè)，針對(duì)每一節(jié)課的內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)課題引入的情境，對(duì)學(xué)生理解和掌握知識(shí)提供有效的幫助，使學(xué)生愉快地學(xué)習(xí)，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與教學(xué)的積極性和主動(dòng)性。比如在講零件的等壽命曲線圖（零件極限應(yīng)力圖）時(shí)，筆者會(huì)在 σ-N 曲線基礎(chǔ)上，改變循環(huán)特性 r 的取值（r≠-1 和 r≠0），在一個(gè) σ-N曲線上得到一組曲線（如圖 1 所示），然后取定循環(huán)次數(shù) Ni，已知變應(yīng)力兩個(gè)參數(shù)（循環(huán)特性 r 和最大應(yīng)力 σmax）可以求解平均應(yīng)力 σm和應(yīng)力副 σa，從而得到 σm-σa曲線（如圖 2 所示），因?yàn)樵撉€上任意點(diǎn)的循環(huán)次數(shù) Ni相同，故為等壽命曲線。通過這樣的情境設(shè)立，學(xué)生很容易理解什么是等壽命曲線。

圖1

圖2

我們在教學(xué)中注重理論和實(shí)踐的結(jié)合，筆者在日常生活中注重收集與課程有關(guān)的機(jī)器或零部件的資料（如攪拌機(jī)、滑動(dòng)軸承在老式木質(zhì)家具當(dāng)中的應(yīng)用、T 型槽螺栓在廚房的應(yīng)用、軟軸在花灑中的應(yīng)用等），并把這些資料恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用到我們的課件中，學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)零部件時(shí)，立即能聯(lián)想起其他的應(yīng)用，理論與實(shí)踐真正融合。

除了課堂教學(xué)外，還輔以任務(wù)教學(xué)、討論、探索式教學(xué)等多種教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如讓學(xué)生參與到開放課程建設(shè)工作，與學(xué)生討論他們所需要的開放課程，并適當(dāng)布置三維建模和二維工程圖繪制任務(wù)，這樣學(xué)生既有主人翁的感覺，又可以熟練掌握三維軟件的應(yīng)用。通過任務(wù)教學(xué)，把學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用結(jié)合起，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，把傳授知識(shí)與培養(yǎng)能力融為一體。

多樣化考核，全面科學(xué)地評(píng)價(jià)學(xué)生

學(xué)生成績評(píng)定是整個(gè)教學(xué)過程中重要的一環(huán)，是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)情況及檢查教學(xué)效果的重要手段，也是幫助學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)知識(shí)的重要手段。但傳統(tǒng)的考試主要考查學(xué)生記住了多少課本內(nèi)容，而非真正意義上獲取了多少知識(shí)，往往就會(huì)出現(xiàn)有些學(xué)生平時(shí)不經(jīng)常到課，考前一周死記硬背的現(xiàn)象，考試是過了，可在作課程設(shè)計(jì)、完成本科畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備幾乎是空白。因此，需要改革學(xué)生成績評(píng)定方法，摒棄死記硬背的學(xué)習(xí)方式，真正讓學(xué)生達(dá)到“出口”要求。

筆者所在課程組經(jīng)過反復(fù)討論，確定課程總成績應(yīng)結(jié)合平時(shí)成績（含平時(shí)作業(yè)、小論文、討論課成績、出勤情況等）、實(shí)驗(yàn)成績和期末卷面成績等部分進(jìn)行綜合評(píng)定，把各部分所占總成績比例以及評(píng)價(jià)依據(jù)明確寫進(jìn)新版教學(xué)大綱。老師在上第一節(jié)課的時(shí)候就將該課程考核方案、評(píng)價(jià)依據(jù)及考核要求告知學(xué)生，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的考核，徹底改變課程結(jié)束時(shí)的“一考定成績”的做法。

結(jié)論

經(jīng)過教學(xué)內(nèi)容的完善、教學(xué)過程的重視、教學(xué)考核方式的改革，筆者所帶班級(jí)學(xué)生普遍反映通過該課程的學(xué)習(xí)能夠掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本方法，設(shè)計(jì)的基本技能也能得到鍛煉。

[1]王德倫、馬雅麗：《機(jī)械設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社,2015。

[2]濮良貴、紀(jì)名剛：《機(jī)械設(shè)計(jì)》，高等教育出版社,2001。

[3]陳永琴、李團(tuán)結(jié)、朱敏波：《工程教育認(rèn)證背景下〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉教學(xué)模式探討》，《中國電子教育》2015年第3期。

作者單位：西安電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 陜西西安